Прошло 20 лет с тех пор, как первые компоненты Международной космической станции (МКС) были запущены с Земли. Совершая оборот вокруг нашей планеты за 90 минут и находясь на расстоянии 400 километров над поверхностью Земли, МКС была краеугольным камнем миссии NASA на протяжении большей части последних двух десятилетий. МКС висит на орбите не без причины. На станции проводились и проводятся тысячи научных экспериментов, которые помогут нам понять жизнь среди звезд — или понять жизнь на Земле.
Space.com сообщает, что на МКС достаточно научного оборудования для проведения более 250 различных экспериментов в любой момент времени. Ниже мы расскажем о шести ведущих научных экспериментах, которые в настоящее время проводятся на космической станции.
Не-гравитационная среда для исследований болезни Паркинсона
По меньшей мере 10 миллионов человек живет с болезнью Паркинсона, нейродегенеративным расстройство, которое вызывает снижение уровня дофамина в мозге и приводит к таким симптомам, как тремор, скованность, потеря равновесия и даже снижение когнитивных функций. Среди известных жертв болезни — актер Майкл Дж. Фокс, чей фонд финансирует исследования для изучения и лечения болезни.
Фонд Фокса сотрудничает с МКС и исследует белок, производимый мутацией гена, который может быть связан с болезнью Паркинсона. Медикаментозная терапия, направленная на белок LRRK2, требует дополнительной информации о его кристаллической структуре. Отсутствие гравитации на борту МКС должно позволить кристаллам расти больше и получать более однородную структуру, что облегчит их изучение на Земле с использованием технологий визуализации в высоком разрешении.
Впервые этот эксперимент был отправлен на МКС в августе 2017 года. Самая последняя миссия пополнения запасов с использованием космического аппарата Northrop Grumman Cygnus пристыковалась к космической станции в начале этого месяца и доставила дополнительное оборудование для улучшения размера кристаллов для второй серии экспериментов.
Тканевые чипы в космосе
Ученые в NASA и многие другие давно изучают воздействие микрогравитации на тело человека. Новый четырехлетний проект Tissue Chips in Space использует несколько иной подход к космическим исследованиям физиологии человека.
Тканевые чипы — это небольшие чипы, содержащие клетки человека, выращенные на искусственной платформе, для имитации структуры и функций тканей и органов человека. Идея состоит в том, что ученые на МКС могут использовать тканевые чипы, чтобы лучше понять, как микрогравитация влияет на здоровье и болезни человека, а также, возможно, применить результаты на Земле. До настоящего времени было профинансировано пять экспериментов, и первый из них был посвящен изучению атрофии мышц в условиях микрогравитации.
Эта программа представляет собой сотрудничество между Национальной лабораторией МКС и Национальным центром содействия переводческим наукам, входящим в состав Национального института здравоохранения. В этом месяце начнется новый эксперимент, когда миссия пополнения запасов SpaceX CRS-16 совершит последний полет на МКС в 2018 году.
Поднять бокал за науку
Люди не смогут выжить на одной только картошке, когда и если мы достигнем Марса. Нам понадобятся стратегии для поиска еды, воды и укрытия на Красной планете. Любая сбалансированная диета в космосе, вероятно, должна включать пиво, если мы хотим пережить долгое и странное путешествие по Солнечной системе.
Астронавты на борту МКС пока не собираются варить пиво самостоятельно. Вместо этого они выращивают семена ячменя, предоставленные компанией Anheuser-Busch, чтобы определить, как зерно реагирует в условиях микрогравитации. Будут ли семена проявлять генетические изменения или морфологические отклонения? Посмотрим.
Серия экспериментов проводится с помощью Space Tango, одного из немногих космических стартапов, с которыми NASA заключило контракт на работу на борту Национальной лаборатории МКС. Зерна содержатся в одной из кубиков-лабораторий размером с коробку для обуви. Эксперименты, как ожидаются, завершатся к апрелю 2019 года.
Переработка в космосе
Другой космический стартап — Made in Space — попал в заголовки несколько лет назад, когда отправил на МКС первый 3D-принтер. Это дало астронавтам возможность изготавливать детали, не совершая 400-километровое путешествие на Землю.
Сейчас на МКС испытывают новое устройство под названием Refabricator, первый интегрированный 3D-принтер и переработчик на борту космической станции. Refabricator перерабатывает пластиковые отходы в высококачественную нить для 3D-принтера, предоставляя материал для ремонта во время длительных миссий.
Этот инструмент изготовлен компанией Tethers Unlimited, которая является одним из нескольких коммерческих предприятий, разрабатывающих аддитивное производство в космосе для больших структур вроде спутников. Made in Space, например, разрабатывает систему Archinaut, которая сможет автономно собирать спутники или другие приборы. Ожидается, что такая технология позволит сократить расходы на запуск оборудования в космос.
Исследования рака в космосе
Паркинсон — не единственная болезнь, которую исследуют астронавты. На МКС ведутся многочисленные эксперименты по исследованию рака, в том числе исследования кристаллизации белка, сходных с теми, что проводит фонд Майкла Дж. Фокса.
Кроме того, проект Mayo Clinic культивирует стволовые клетки, чтобы улучшить наше понимание устойчивости рака к химиотерапии. В другом проекте компания 490 Biotech тестирует новую биолюминесцентную технологию, которая направлена на улучшение усилий по поиску лекарств для противораковой терапии.
По сути, на космической станции ведется ряд исследований по поиску новых препаратов. Oncolinx Pharmaceuticals тестирует новый иммунотерапевтический препарат, который присоединяется к антителам, нацеленным на раковые клетки, повышая эффективность препаратов и уменьшая побочные эффекты. Другая биотехнологическая компания под названием Angiex тестирует противораковую терапию, нацеленную на опухолевые кровеносные сосуды, которые необходимы опухоли для роста.
Мы — звездная пыль
Ученые изучают, как звездная пыль превращается в планеты, в рамках проекта Experimental Chondrule Formation at the International Space Station (EXCISS). Хондры, как считается, являются старейшим твердым материалом в Солнечной системе и, возможно, строительными блоками планет и спутников.
Астронавты на борту МКС проводят эксперимент, имитирующий возможные условия — низкую гравитацию и высокую энергию — которые привели к образованию планет, пропуская электрический заряд через силикатную пыль и превращая ее в хондру.
Эксперимент проводится в камере NanoRacks с крошечным вибрационным двигателем, встряхивающим камеру, чтобы частицы пыли плавали в пространстве. Электрический заряд подается каждый час, 100 раз, и происходящее записывается на камеру.
Лучшее понимание того, как формируются планеты, может помочь в поиске обитаемых миров, а также в осознании происхождения и ранней истории Земли.
Что дальше?
За 20 лет своего существования МКС стала домом для многочисленных экспериментов. На космической станции расположился буквально зоопарк для разнообразных организмов, от регенерирующих червей до гекконов, желающих совокупляться. Но эксперименты на МКС нужны не только для исследования космоса и других форм жизни: изучается сама физиология человека. Можно только догадываться о том, что принесут нам следующие двадцать лет работы в космосе.
Рискнете предположить? Расскажите в нашем чате в Телеграме.
